聚乙烯材料热及光氧老化的研究进展

LDPE的性能聚乙烯热性能聚乙烯受热以后，随着温度的升高，结晶部分逐渐减少，当结晶部分完全消失时，聚乙烯就融化，此时的温度即为熔点。

聚乙烯的密度升高，结晶度升高，其熔点也随之升高，所以密度不同的聚乙烯，其熔点也不同。

LLDPE的熔点为120～125℃，介于H P-LDPE与HDPE 之间。

不同共聚单体的LLDPE，其熔点高低随其共聚单体的碳原子的增减而变动，碳原子数增多熔点升高。

由于LLDPE的熔点比H P-LDPE 高，故其模型制品可在较高温度下脱模，而且又快又干净。

因LLDPE 的熔点范围比H P-LDPE窄，故LLDPE的薄膜热封性能好，热合强度也高。

聚乙烯在温度升高时的流动性和在增加荷重时的变化，主要受分子量的影响。

由于测定聚乙烯的熔体流动速率比测定分子量容易，因而通常以熔体指数(MI)，或熔体流动指数(MFI)来表示聚乙烯的分子量特性。

在熔融状态下，聚乙烯的熔体粘度是分子量的函数，它随分子量的增高而加大。

当分子量相同时，温度升高则熔体粘度降低。

在常温下聚乙烯随密度的不同而有不同的柔韧性。

在低温下聚乙烯自然具有良好的柔韧性，其脆析温度较低，这与其分子量有关。

当聚乙烯的分子量增高时，其脆化温度下降，其极限值为-140℃。

在分子量相同的情况下，线型结构的LLDPE与HDPE的熔体粘度要比非线型结构的H P-LDPE大。

在熔体指数相同的情况下，H P-LDPE的熔体粘度明显低于LLDPE和HDPE，因此，前者加工时的熔体流动性明显好于后两者，螺杆负荷小，发热量也小。

(3)聚乙烯抗环境应力开裂和抗蠕变性能从聚乙烯树脂的实用性来看，抗环境应力开裂(ESCR)性能是重要的物性指标之一。

聚乙烯 ESCR性能因支链的增加、密度的降低而得到大大的改善。

在3种不同的聚乙烯树脂中，LLDPE的许多性能介于H P-LDPE和HDPE之间，但其ESCR性能却居三者之冠。

碳6和碳8高碳α-烯烃共聚的LLDPE，因其支链的增加，其ESCR值明显优于碳4共聚的LLDPE。

塑料的抗老化性能研究塑料是一种广泛应用于各行各业的材料，但随着时间推移，其遭受的环境侵蚀越来越严重。

为了延长塑料材料的使用寿命，研究人员一直在努力研究塑料的抗老化性能。

本文将探讨塑料的抗老化性能研究以及其影响因素。

一、塑料的抗老化机制塑料在使用过程中，由于长时间的暴露于氧气、紫外线、温度等外界环境因素的影响下，会逐渐发生老化。

塑料的抗老化性能研究的首要任务是了解其老化机制。

目前，塑料的老化可主要分为热老化、光老化和氧气老化三种机制。

1. 热老化：当塑料暴露在高温环境中时，高温会使塑料分子链发生断裂，导致塑料材料变脆、硬化。

2. 光老化：尤其是紫外线的照射会引发塑料的老化。

紫外线能量高，可使塑料内部的化学键断裂，导致物理性能下降，比如变黄、变脆等。

3. 氧气老化：塑料暴露在氧气环境中时，氧气会和塑料发生氧化反应，造成塑料变质、变黄等现象。

二、影响塑料抗老化性能的因素1. 塑料种类：不同塑料材料具有不同的抗老化性能。

例如聚乙烯具有较好的抗老化性能，而聚丙烯则相对较差。

2. 添加剂：在塑料生产过程中，可以添加一些特殊的抗老化添加剂，如紫外线吸收剂、抗氧剂等，来提升塑料的抗老化性能。

3. 加工条件：塑料在加工过程中的温度、压力等条件也会对其抗老化性能产生影响。

不适当的加工条件可能导致塑料分子链断裂，进而影响其抗老化性能。

4. 外界环境：塑料材料所处的外界环境如氧气含量、温度、紫外线强度等都会影响其抗老化性能。

三、塑料抗老化技术研究为了提高塑料的抗老化性能，研究人员不断探索新的抗老化技术。

以下介绍几种较常见的塑料抗老化技术。

1. 添加剂法：在塑料的生产过程中，可以添加一些特殊的抗老化添加剂，如紫外线吸收剂和抗氧剂等。

紫外线吸收剂可以吸收紫外线能量，减轻紫外线对塑料的影响；抗氧剂则可以阻止氧气与塑料反应，延缓塑料老化过程。

2. 共混法：将不同种类的塑料通过共混技术混合在一起，可以获得具有更好抗老化性能的塑料复合材料。

聚乙烯塑料老化的原因聚乙烯是一种常见的塑料材料，广泛应用于各个领域。

然而，随着时间的推移，聚乙烯塑料会发生老化现象，使其性能下降，甚至无法继续使用。

本文将探讨聚乙烯塑料老化的原因。

聚乙烯塑料老化的原因之一是氧化老化。

聚乙烯塑料易受到氧气的影响，当聚乙烯长时间接触空气中的氧气时，氧气会与聚乙烯发生反应，导致聚乙烯分子链的断裂和交联。

这种氧化反应会使聚乙烯塑料变得脆化、开裂和失去原有的强度，从而降低了其使用寿命。

热老化也是导致聚乙烯塑料老化的原因之一。

聚乙烯塑料在高温环境下容易发生热分解，热分解会导致聚乙烯分子链的断裂和交联，使塑料的物理性能和机械性能下降。

此外，热老化还会使聚乙烯塑料的表面出现褪色、变黄等现象，影响其外观质量。

紫外线辐射也是导致聚乙烯塑料老化的原因之一。

聚乙烯塑料长时间暴露在阳光下，会受到紫外线的照射，紫外线会引起聚乙烯分子链的断裂和交联，导致塑料的物理性能和机械性能下降。

此外，紫外线辐射还会使聚乙烯塑料的表面出现老化斑点和裂纹，降低了其外观质量。

化学药品的作用也会导致聚乙烯塑料老化。

一些化学药品，如溶剂、酸、碱等，会与聚乙烯发生化学反应，导致聚乙烯分子链的断裂和交联。

这种化学反应会使聚乙烯塑料变得脆化、开裂和失去原有的强度，从而降低了其使用寿命。

除了上述原因外，机械应力也是导致聚乙烯塑料老化的原因之一。

长时间的机械应力加载会导致聚乙烯分子链的断裂和交联，使塑料的物理性能和机械性能下降。

此外，机械应力还会引起聚乙烯塑料的变形和疲劳破坏，进一步降低了其使用寿命。

聚乙烯塑料老化的原因主要包括氧化老化、热老化、紫外线辐射、化学药品的作用以及机械应力。

了解这些老化原因可以帮助我们更好地维护和延长聚乙烯塑料的使用寿命。

对于聚乙烯塑料制品的生产和使用过程中，需要注意避免长时间接触空气、高温环境和紫外线，避免与化学药品接触，合理控制机械应力加载，以延缓聚乙烯塑料的老化过程。

此外，也可以通过添加抗氧剂、抗紫外线剂等助剂来提高聚乙烯塑料的抗老化性能，延长其使用寿命。

聚乙烯材料的老化和耐候性研究进展林金峰;王胜辉【摘要】介绍了聚乙烯材料光氧老化和热氧老化的老化机理,综述了国内聚乙烯光氧老化、热氧老化和耐候性能的研究进展.通过对聚乙烯在室外环境中老化性能的研究,准确掌握了聚乙烯的老化性能,为聚乙烯寿命评估提供可靠的技术支持.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2018(039)005【总页数】4页(P14-17)【关键词】聚乙烯;光氧老化;热氧老化;耐候性【作者】林金峰;王胜辉【作者单位】上海市特种设备监督检验技术研究院;上海市特种设备监督检验技术研究院【正文语种】中文【中图分类】TQ325.1+20 前言聚乙烯（PE）是一种半结晶的热塑性高分子材料，其化学性质稳定、质量小、耐腐蚀、柔韧性好、易加工成型、力学性能优异，常用于制作包装材料、防腐材料、薄膜、通信电缆、承压部件等，已成为生产和生活等各领域中不可或缺的材料之一。

目前其用量已约占塑料总量的1/4[1]。

然而，在加工、贮存和使用过程中，PE常受到光、热、氧、水分、有毒有害气体、微生物等外界环境因素的作用而老化。

老化不仅会导致其外观质量变差，也会使其物理和化学性能产生不可逆转的变化，具体表现为力学性能和电绝缘性能下降等，最终因为使用性能下降而丧失利用价值，给安全生产埋下隐患[2]。

因此，对PE材料老化机理的相关研究一直是行业研究热点。

1 聚乙烯的老化机理和研究进展大量研究结果表明，PE材料的氧化是自由基的自氧化支化链反应过程，热、紫外光、机械切削等因素都会造成其氧化降解。

氢过氧化物的生成和积聚是PE材料降解的关键步骤，当自氧化反应生成的氢过氧化物达到一定浓度后，反应便会快速推进[2]。

1.1 光氧老化在日光下PE内基团受到激发生成自由基，若存在氧，聚合物同时被氧化，即光氧化[3]。

光氧化是按照自由基链式反应机理进行，光氧化降解是光老化的主要反应过程。

氢过氧化物和羰基是引发PE光老化的主要基团，是由断链的自由基和不稳定的激发态分子发生氧化反应生成的。

PET纤维热老化的研究PET纤维是一种常见的合成纤维，具有优良的物理性能和化学稳定性，在各种不同领域被广泛应用。

然而，PET纤维在长期使用过程中会受到环境和外界因素的影响，导致纤维老化，降低其性能和使用寿命。

其中，纤维热老化是一种常见的老化方式，主要是由于高温和氧气等因素引起的。

一般来说，PET纤维热老化的影响因素包括温度、氧气含量、光照等。

高温是引起PET纤维老化的主要因素之一，温度越高，反应速率越快，纤维的老化程度也越严重。

氧气含量也会对PET纤维的热老化产生明显影响，氧气可以参与纤维的氧化反应，加速纤维的降解。

此外，光照也是一个重要的影响因素，紫外光容易引起PET纤维的老化和劣化。

在研究PET纤维热老化机理和影响因素的基础上，可以选择适当的方法和措施来延缓PET纤维的老化过程。

例如，可以通过添加抗氧化剂来提高PET纤维的耐热性能，减少氧化反应的发生；也可以通过改变纤维的结构和形态，提高其抗老化能力。

此外，还可以通过改变纤维的生产工艺和条件，减少PET纤维受热因素的影响，延长其使用寿命。

值得注意的是，虽然PET纤维经过改良可以延缓热老化过程，但在实际应用中，仍然需要定期检测和维护纤维，及时发现问题并进行处理。

只有这样，才能确保PET纤维在长期使用过程中保持良好的性能和稳定性。

综上所述，PET纤维热老化是一个重要的研究领域，对于提高PET纤维的使用性能和延长其使用寿命具有重要意义。

通过深入研究PET纤维热老化的机理和影响因素，并采取相应的措施和方法，可以有效延缓PET纤维的老化过程，提高其可靠性和稳定性。

因此，这一领域的研究有着广阔的发展前景，也为相关领域的发展提供了重要的参考和借鉴。

实验名称：老化实验实验目的：探究不同材料在不同环境条件下老化的规律，为材料选择和应用提供理论依据。

实验时间：2023年2月15日至2023年3月15日实验地点：实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验背景随着我国经济的快速发展，材料科学得到了广泛的应用。

然而，材料在长期使用过程中会受到环境因素的影响，导致性能下降，影响使用寿命。

为了研究不同材料在不同环境条件下的老化规律，本实验选取了三种常用材料：塑料、金属和木材，分别在不同温度、湿度、光照条件下进行老化实验。

二、实验材料与方法1. 实验材料：（1）塑料：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）。

（2）金属：铝、铁和铜。

（3）木材：红木、松木和桦木。

2. 实验方法：（1）老化条件：温度分别为25℃、35℃、45℃；湿度分别为50%、60%、70%；光照强度分别为1000lx、2000lx、3000lx。

（2）老化时间：30天、60天、90天。

（3）老化方法：将材料样品分别放置在老化箱中，按照上述条件进行老化。

（4）性能测试：老化前后，对材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、耐腐蚀性等性能进行测试。

三、实验结果与分析1. 塑料老化实验结果：（1）聚乙烯（PE）：老化30天后，拉伸强度降低约20%；老化60天后，拉伸强度降低约30%；老化90天后，拉伸强度降低约40%。

（2）聚丙烯（PP）：老化30天后，拉伸强度降低约15%；老化60天后，拉伸强度降低约25%；老化90天后，拉伸强度降低约35%。

（3）聚氯乙烯（PVC）：老化30天后，拉伸强度降低约10%；老化60天后，拉伸强度降低约20%；老化90天后，拉伸强度降低约30%。

2. 金属老化实验结果：（1）铝：老化30天后，拉伸强度降低约5%；老化60天后，拉伸强度降低约10%；老化90天后，拉伸强度降低约15%。

（2）铁：老化30天后，拉伸强度降低约10%；老化60天后，拉伸强度降低约20%；老化90天后，拉伸强度降低约30%。

聚乙烯管材专用料耐高温水浴老化性能研究
高蔓彤;刘德俊;刘亚明;张阿昱;鲜林云
【期刊名称】《现代塑料加工应用》
【年(卷),期】2024(36)1
【摘要】以3种聚乙烯(PE)管材专用料(PEX-1,PE100,PERT-I)为研究对象,在95℃下进行水浴老化试验,通过差示扫描量热仪(DSC)、维卡软化温度测定仪、万能试验机研究了其耐热氧老化性能、热变形行为和拉伸性能。

结果表明:在95℃下水浴老化1 440 h后,3个样品中,PERT-I的结晶度变化率最小(2.16%),氧化诱导时间(OIT)变化率最小(2.70%),维卡软化温度变化率最小(0.28%),表现出优异的耐热氧老化性能和热变形性能,同时,PERT-I的拉伸强度变化率和屈服强度变化率分别为
15.06%,15.16%,可作为耐高温PE管材内衬层的备选材料。

【总页数】4页(P8-10)
【作者】高蔓彤;刘德俊;刘亚明;张阿昱;鲜林云
【作者单位】中油国家石油天然气管材工程技术研究中心有限公司;中国石油宝鸡石油钢管有限责任公司;陕西省高性能连续管重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TQ3
【相关文献】
1.应变硬化模量评价聚乙烯管材专用料SCG性能方法研究
2.聚乙烯管材专用料的结构和性能研究
3.在役燃气聚乙烯管材老化性能评价指标研究
4.回收料对聚乙烯管材专用料及制品性能的影响研究
5.增强热塑性塑料管材高温水浴老化性能研究
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高分子材料老化机理及防治方法探讨高分子材料在工程领域有着广泛的应用，比如塑料制品、橡胶制品、合成纤维、涂料和粘合剂等。

随着使用时间的增加，这些高分子材料会发生老化现象，导致其性能下降，甚至失去使用价值。

探讨高分子材料的老化机理以及防治方法对于提高材料的使用寿命和性能具有重要意义。

一、高分子材料的老化机理1. 光照老化光照是导致高分子材料老化的主要因素之一，特别是在户外使用的材料。

紫外线和可见光会引起高分子材料中的化学反应，导致链断裂、交联、氧化等现象。

这些变化会导致材料的物理性能和外观发生变化，比如强度下降、变色、龟裂等。

2. 热氧老化高分子材料在高温和氧气环境下会发生氧化反应，导致材料的老化。

氧气和热量会导致高分子链的断裂，同时还会引起分子内部的交联反应，使得材料变得脆化和劣化。

3. 湿热老化在潮湿和高温的环境中，高分子材料容易发生水解、水解、分解等反应，导致材料老化。

湿热老化是导致高分子材料在环境中失效的重要因素，特别是对于一些塑料制品来说。

4. 机械应力老化高分子材料在受到外力作用时，会导致分子链的屈服和断裂，从而降低材料的强度和韧性。

这种老化方式通常在材料受到拉伸、压缩或弯曲等应力时发生。

以上几种老化机理常常会同时作用于高分子材料，相互影响，加速材料的老化过程。

了解高分子材料的老化机理对于制定有效的防治措施具有重要意义。

二、高分子材料的防治方法1. 添加抗氧化剂抗氧化剂是一种在高分子材料中加入的化学物质，它能够吸收和中和氧气、光照或热氧等因素产生的自由基，防止高分子链的氧化断裂和分子链的交联反应。

常见的抗氧化剂有苯酚类、偶酮类、磷酸酯类等。

通过添加适量的抗氧化剂可以延缓高分子材料的老化速度，提高其使用寿命。

2. 加入紫外线吸收剂紫外线吸收剂是一种能够吸收和转换紫外线能量的化学物质，它能够减少光照引起的高分子材料的老化。

当紫外线吸收剂吸收紫外线能量后，会发生光化学反应，使得紫外线能量被转换为次级能量，从而减少对高分子材料的损害。

聚乙烯塑料老化的原因聚乙烯塑料是一种常用的塑料材料，具有良好的物理性能和化学稳定性。

然而，随着时间的推移，聚乙烯塑料会发生老化现象，导致其性能下降甚至失效。

那么，聚乙烯塑料老化的原因是什么呢？聚乙烯塑料老化的主要原因之一是热老化。

聚乙烯塑料在高温环境下会发生热氧化反应，使得聚乙烯分子链断裂，分子量降低，从而导致塑料材料的物理性能下降。

此外，热老化还会引起塑料材料的颜色变化和表面龟裂等现象。

光老化也是聚乙烯塑料老化的重要原因之一。

聚乙烯塑料容易吸收紫外光，而紫外光能量较高，会导致聚乙烯分子链的断裂和氧化反应。

这些反应会使得聚乙烯塑料变脆、变黄，并且降低其耐候性能。

氧气老化也是导致聚乙烯塑料老化的重要因素之一。

聚乙烯塑料容易与氧气发生反应，形成过氧化物，进而引发聚乙烯分子链的断裂和氧化反应。

这些反应会导致聚乙烯塑料的物理性能下降，如降低拉伸强度和断裂伸长率等。

还有一些其他因素也会导致聚乙烯塑料老化，例如化学老化和机械应力老化等。

化学老化是指聚乙烯塑料与化学物质发生反应，如与酸、碱等物质接触，会引起聚乙烯分子链的断裂和氧化反应。

机械应力老化是指聚乙烯塑料在受到机械应力作用时，由于分子链的移动和断裂，导致塑料材料的物理性能下降。

为了延缓聚乙烯塑料的老化过程，可以采取一些措施。

首先，可以添加抗氧剂和紫外线吸收剂等助剂，来减缓热老化和光老化的发生。

抗氧剂能够阻止聚乙烯分子链的氧化反应，而紫外线吸收剂能够吸收紫外光，减少其对聚乙烯塑料的损害。

其次，可以采用添加剂和改性剂来增强聚乙烯塑料的抗老化性能，提高其使用寿命。

此外，合理的存储和使用条件也能延缓聚乙烯塑料的老化过程，如避免高温、阳光直射和化学品接触等。

聚乙烯塑料老化的原因主要包括热老化、光老化、氧气老化以及其他因素的影响。

了解这些老化原因，并采取相应的措施，可以延缓聚乙烯塑料的老化过程，提高其使用寿命。